核級電纜的種類和性能分析

核級電纜，種類、數(shù)量繁多。據(jù)估算，一座百萬千瓦級的核電機(jī)組，所需各類電纜，型號有100余種，總長近200萬米，價值約1億元左右。如果按用途劃分，有電力電纜，控制電纜，測量電纜，通信電纜，防火電纜(硅絕緣電纜)等五大類。它們不僅應(yīng)具有普通電纜的一般特性，還要具有低煙、無鹵、阻燃等特性，并要具有特定的耐環(huán)境性(如耐輻射性、耐LOCA性)。目前國內(nèi)盡管有專門研發(fā)和生產(chǎn)核級電纜的電纜企業(yè)，但是真正能夠生產(chǎn)出yōu秀的核級電纜的企業(yè)還在少數(shù)。

核級電纜特殊性能的要求，使得核級電纜與一般工業(yè)用電纜相比，zuì大的不同在于核電站用電纜材料的性能要求低煙無鹵阻燃性普通的低壓阻燃電纜一般以PVC等含氯聚合物作絕緣和護(hù)套。

核級電纜的絕緣和護(hù)套材料，必須采用低煙、無dú、無腐蝕性的的無鹵阻燃電纜料，如熱塑阻燃無鹵素或交聯(lián)阻燃無鹵素材料，才能滿足特殊的核ān全要求。無鹵電纜在發(fā)生火災(zāi)時，燃燒釋放的煙霧量很低，不帶毒性及腐蝕性，其阻燃成分可有效發(fā)揮阻燃作用，不會使電纜成為火焰蔓延的通道。

無鹵電纜采用不含鹵素的聚合物作為基料，在燃燒時不會產(chǎn)生酸性氣體，因而其毒性及腐蝕性大大低于普通PVC電纜。

阻燃性無鹵阻燃電纜的阻燃機(jī)理

在不含鹵素的聚合物中加人大量的*或*等填充劑，它們在電纜燃燒時釋放結(jié)晶水，吸收大量熱量，從而抑制聚合物溫度上升，延緩熱分解，降低燃燒速度。另外，脫水分解產(chǎn)生的水蒸汽，能稀釋可燃性氣體，產(chǎn)生阻燃效果。聚合物的阻燃性，通常用氧指數(shù)法來評定，它表示試樣在氧氣和氮?dú)獾幕旌衔镏腥紵龝r所需要的zuì低含氧量，指數(shù)越大，表示可燃性越小，阻燃性越好。一般氧指數(shù)(OI)至少為28才具有不燃特性。

耐火特性

當(dāng)人們要求電纜線路在發(fā)生火災(zāi)時能繼續(xù)發(fā)揮作用，并且當(dāng)電纜由于使用上的需要架設(shè)在高危區(qū)域的線路上時，電纜必須具備耐火性能。一旦遇上火警，此種耐火電纜仍能在一定時間內(nèi)繼續(xù)ān全運(yùn)行，為人員及設(shè)備的搶救提供電能。核電纜的耐火性能按使用要求不同，分一般耐火性能要求和特殊耐火性能要求。特殊耐火性能要求為：在對電纜撞擊條件下進(jìn)行1000% ，5min燃燒試驗(yàn)，火焰熄滅后繼續(xù)撞擊5min，同時用規(guī)定壓力的高壓水沖電纜，要求在整個試驗(yàn)過程中電纜能保持繼續(xù)通電。

美國1974年制訂IEEE383電纜標(biāo)準(zhǔn)后，年發(fā)生核電廠電纜著火延燃事故，促使人們重視難燃性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格性問題。對于核島用電纜成品，達(dá)到無鹵/低煙/阻燃，即要求電纜成品能通過IEC332-3成束燃燒試驗(yàn)，燃燒煙濃度達(dá)到IEC1034-2的技術(shù)要求，燃燒腐蝕性氣體達(dá)到IEC754-2規(guī)定的*值的要求，絕緣線芯通過IPCEAS-19-81規(guī)定的單根垂直燃燒試驗(yàn)。MHYA32 30×2×0.4礦用通信電纜

耐環(huán)境性

核級電纜用材料必須具有核電站固有工作環(huán)境所要求的耐環(huán)境性，即耐熱性、耐輻照性、耐LOCA性。

耐熱性

由于核級電纜常在高溫環(huán)境下工作，因此需要它們具有*耐熱使用性能，要選用耐熱性滿足要求的聚合物，并可讓電纜具有四十年以上的使用壽命。

耐輻照性

緩和環(huán)境，嚴(yán)酷環(huán)境核級電纜受到大量射線時，會使絕緣和護(hù)套材料變脆，機(jī)械性能變差。因此，作為核電站電纜用的絕緣和護(hù)套材料，必須具有優(yōu)良的耐輻照性。

各種不同的高聚物，其耐輻照性能不同。人們通常在高聚物里添加抗輻照劑，改進(jìn)其耐輻照性能。有關(guān)電纜的耐L0CA性，不同核電站的要求也不相同。

綜上所述，核級電纜除要具有普通電纜所具有的性能之外，還要具有無鹵、低煙、阻燃的特性，并滿足根據(jù)其在敷設(shè)區(qū)域的正常和事故環(huán)境下完成ān全功能所必需的性能要求，也就是須滿足耐地震、耐正常和事故工況的--射線照射、耐LOCA/HELB事故工況的環(huán)境、工作溫度下具有電站設(shè)計壽期內(nèi)的使用壽命等需求。

另外，核級電纜的使用壽命，原來的設(shè)計指標(biāo)是40年以上，下一代核電站要求達(dá)到60年，因此，原來的設(shè)計是否能滿足使用要求，尚有待于進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。如何延長電纜的使用壽命，已成為重要的研究課題。

低煙無鹵阻燃核電纜，是一種性能水平高、制造難度大的特種電纜，即使是進(jìn)口產(chǎn)品，在應(yīng)用過程中也暴露出了不少問題，有的甚至是很嚴(yán)重的問題。如何處理解決好這些問題是不能回避的。是否可以考慮采用低煙低鹵阻燃材料來生產(chǎn)核電站的特種電纜，這是電纜行業(yè)工作者可以探討的一個想法。這樣做，可以降低電纜材料的配方設(shè)計難度，可以使生產(chǎn)工藝較易實(shí)現(xiàn)，產(chǎn)品質(zhì)量會更可靠，在實(shí)際應(yīng)用上也會更ān全。

核級電纜是性能水平高、制造技術(shù)難度大的電纜品種，目前生產(chǎn)技術(shù)上并未*成熟，有待于更深入的探討研究。

討論電纜故障點(diǎn)距離的測試方法

電纜故障的探測一般要經(jīng)過診斷、測距、定點(diǎn)三個步驟。電纜故障的測試一般分為兩個過程:即故障電纜故障點(diǎn)距離的測試；故障點(diǎn)定點(diǎn)的測試。故障電纜故障點(diǎn)距離的測試即測距方法有三種:回路電橋平衡法；低壓脈沖反射法；閃絡(luò)法。

　　回路電橋平衡法是使用直流電橋?qū)﹄娎|故障進(jìn)行測距的一種方法，簡稱電橋法，現(xiàn)場人員有把Ｒf＜100kΩ的故障稱為低阻故障的習(xí)慣，主要是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的電橋法可以測量這類故障。電橋法對于短距離電纜故障的測距，準(zhǔn)確度相當(dāng)高，因此，目前還在使用?；陔娎|沿線均勻，電纜長度與纜芯電阻成正比，并根據(jù)惠斯登電橋的原理，將電纜短路接地、故障點(diǎn)兩側(cè)的環(huán)線電阻引入直流電橋，測量其比值。由測得的比值和電纜全長，可獲得測量端到故障點(diǎn)的距離。

　　使用電橋法對電纜單相接地故障測距原理是先在電纜的另一端，將電纜的故障相和正常相的電纜導(dǎo)體用不小于電纜截面的導(dǎo)線跨接。然后在一端將故障相的電纜導(dǎo)體接在電橋的另一端子上。使用電橋法對電纜兩相短路或兩相短路并接地，故障進(jìn)行測距時，需要有一個非故障導(dǎo)體和故障導(dǎo)體一起形成一個環(huán)，當(dāng)電橋平衡時便可得到故障點(diǎn)的距離。

MHYA32 30×2×0.4礦用通信電纜 　　低壓脈沖反射法。低壓脈沖反射法探測電纜故障是由儀器的脈沖發(fā)生器發(fā)出一個脈沖波，通過引線把脈沖波送到電纜的故障相上，脈沖波沿電纜的線芯傳播，當(dāng)傳播到故障點(diǎn)時，由于故障點(diǎn)電纜的波阻發(fā)生變化，因而有一脈沖信號被反射回來，用示波器在測試端記錄下從發(fā)送脈沖和反射脈沖之間的時間間隔，即可算出測試端距故障點(diǎn)的距離。

　　開路與低阻故障可用低壓脈沖反射法，低壓脈沖反射法的*之處在于使現(xiàn)場測得的故障波形得到大大簡化，將復(fù)雜的高壓沖擊閃絡(luò)波形變成了非常容易判讀的類似于低壓脈沖法的短路故障波形。降低了對操作人員的技術(shù)要求和經(jīng)驗(yàn)要求，*地提高了現(xiàn)場故障的判斷準(zhǔn)確率，達(dá)到快速準(zhǔn)確測試電纜故障的目的。

　　閃絡(luò)法。閃絡(luò)法的基本原理與低壓脈沖法相似，是利用電波在電纜內(nèi)傳播時在故障點(diǎn)產(chǎn)生反射的原理，記下電波在故障電纜測試端的故障點(diǎn)之間往返一次的時間，再根據(jù)波速來計算電纜故障點(diǎn)位置。據(jù)統(tǒng)計，高阻及閃絡(luò)性故障約占整個電纜故障總數(shù)的90%。高阻故障要用沖擊閃絡(luò)法，而閃絡(luò)性故障可用直流閃絡(luò)法測試。實(shí)際現(xiàn)場上是通過試驗(yàn)方法區(qū)分高阻與閃絡(luò)性故障的。